冷喷涂纯铝涂层耐腐蚀性能研究

目的研究冷喷涂纯铝涂层耐中性盐雾腐蚀性能,为冷喷涂技术在海洋大气防腐环境中的应用提供理论依据。方法采用冷喷涂技术在30Cr Mn Si A钢基体上制备纯铝涂层,利用金相组织分析、XRD衍射分析、电化学测试、中性盐雾试验等技术方法,考察冷喷涂涂层试样的耐腐蚀性能及其影响因素。结果冷喷涂涂层十分致密,随着喷涂温度和压力的不断提高,涂层的致密度不断增加,在喷涂温度为500℃、喷涂压力为1.2 MPa、喷涂距离为25 mm及工作气体为氮气的工艺条件下,纯Al涂层的孔隙率为0.5%,涂层中无氧化物存在,能够有效隔绝腐蚀介质和基体,为基体提供物理腐蚀防护。纯Al涂层的腐蚀速率为4.935×10?7 A/cm2,并作为阳极为基体提供电化学腐蚀防护,中性盐雾试验1440 h后无腐蚀。腐蚀形貌分析表明,在表面钝化膜防护及腐蚀产物的封闭作用下,冷喷涂纯铝涂层具有优异的耐腐蚀性能,虽然发生一定腐蚀,但腐蚀速率较小,表面质量良好,可以作为长效防腐涂层。结论冷喷涂纯铝涂层具有优异的耐腐蚀性能,可以为钢铁材料提供长效效防护。     

Mg-8.5Li合金表面氧-乙炔火焰喷涂铝涂层的研究

为了提高Mg-Li合金的耐蚀性能,采用氧-乙炔火焰喷涂技术在Mg-8.5Li合金表面制备铝涂层,利用扫描电镜、金相显微镜研究了涂层的组织形貌、抗热振性能和抗中性盐水腐蚀性能。结果表明,采用氧-乙炔火焰喷涂技术可在Mg-8.5Li合金基体上获得致密、具有一定结合强度且具有良好抗腐蚀性能的铝涂层。     

300M钢基体上高速火焰喷涂WC-17Co和WC-10Co4Cr涂层的疲劳和抗盐雾腐蚀性能

以涂层在飞机起落架的应用作为研究背景,在300M超高强钢基体上对替代电镀硬铬的两种高速火焰喷涂WC-17Co和WC-10Co4Cr涂层的疲劳和抗中性盐雾腐蚀性能进行了研究.结果表明,两种有涂层的300M钢的疲劳寿命均高于无涂层300M钢,如考虑扣除涂层承受载荷,有涂层的300M钢与无涂层300M钢的疲劳寿命相当.喷砂镶嵌在基体表面的刚玉砂粒导致有WC-10Co4Cr涂层的疲劳寿命低于有WC-17Co涂层的300M钢.两种涂层对基体的疲劳性能都没有负面影响;两种涂层都提高了300M钢的抗盐雾腐蚀性能,但有WC-10Co4Cr涂层的300M钢表现出更好的抗盐雾腐蚀性能.综合比较两种涂层的性能,高速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层是更好的电镀铬替代涂层.     

火焰喷涂Ni20合金涂层耐酸性和 H2S 腐蚀性研究

N80钢在硫化氢和酸性介质中的腐蚀是非常严重的,为了提高它的抗腐蚀性,采用表面处理的方法.在本研究中,主要利用氧-乙炔火焰喷涂技术,在基体材料表面喷涂Ni20合金粉末制备涂层,然后通过液相腐蚀试验的方法,在相同的试验条件下,比较低碳钢N80和Ni20火焰喷涂层的耐酸性和硫化氢腐蚀性能,利用扫描电镜分析涂层的横断面组织结构,利用X射线衍射分析涂层的腐蚀产物.腐蚀试验的结果表明:氧-乙炔火焰喷涂Ni20合金涂层的耐腐蚀性能优于低碳钢N80,但是这种涂层孔隙率高,防腐蚀效果差.     

AH32钢表面等离子喷涂制备疏水涂层及其耐腐蚀性能研究

目的提高AH32海洋用钢表面的疏水性及耐蚀性,并给出最佳性能的喷涂涂层成分。方法采用大气等离子喷涂技术,在AH32钢表面制备了三种不同成分的涂层。利用微量进样器结合半球法测量了涂层的接触角,并利用Qwen-Wendt公式对涂层的表面能进行了计算,利用扫描电子显微镜观察涂层的表面形貌,利用表面粗糙度仪测量涂层的表面粗糙度,利用冲刷实验及电化学工作站测量了不同涂层的耐蚀性能,并讨论了不同涂层的疏水机制及相应的腐蚀机理。结果等离子喷涂涂层显著改善了AH32钢的疏水性能。相比而言,等离子喷涂Co基涂层及等离子喷涂Ni基涂层与水的静态接触角达到了130°以上,均具有较好的疏水效果。三种涂层均明显改善了AH32钢的耐海水冲刷腐蚀能力,其中AH32钢基体腐蚀30d后的失重为1.68×10^-2 g/cm^2,等离子喷涂Ni基涂层的腐蚀失重最小,约为4.2×10^-3 g/cm^2。极化曲线测试结果也表明,三种涂层的自腐蚀电位较基体提高了300 mV左右,并且腐蚀电流密度较基体降低了1个数量级以上,另外Co基涂层的腐蚀电流密度高于Ni基涂层的腐蚀电流密度,因此Co基涂层在腐蚀过程中表面会产生较多的羟基基团,导致其与水的静态接触角降低,最终导致其疏水性能下降。结论等离子喷涂Ni基涂层的疏水性能最好,腐蚀速率最小,耐冲刷腐蚀性能最佳,与基体相比,其腐蚀失重减小了1.26×10^-2 g/cm^2。     

3种热喷涂涂层在模拟气氛/煤灰环境下的热腐蚀及失效行为

采用超音速火焰喷涂技术在T91钢表面制备了45CT、NiCr/Cr_3C_2和NiCrAlY 3种涂层。在T91钢和3种涂层表面涂覆37.5%Na_2SO_4+37.5%K_2SO_4+15%Fe_2O_3+10%SiO_2的合成煤灰后通入模拟烟气在750℃下进行腐蚀,获得腐蚀动力学曲线,腐蚀200 h后观察涂层腐蚀前后厚度变化。采用XRD、SEM、EDS对高温腐蚀产物成分、结构、形貌进行分析。结果表明,T91钢腐蚀非常严重,腐蚀产物大量剥落。3种涂层在腐蚀前期均表现为增重,而在腐蚀后期均存在失重现象。经过200 h腐蚀后,45CT、NiCr/Cr_3C_2和NiCrAlY涂层分别减薄25、112.7和93.1μm。T91钢腐蚀后表面残留的腐蚀产物主要为Fe_2O_3。45CT涂层表面主要的腐蚀产物相为Cr_2O_3,而NiCr/Cr_3C_2和NiCrAlY的腐蚀产物为Cr_2O_3和NiCr_2O_4。所有样品表层腐蚀产物中不同程度均嵌入了煤灰粒子。腐蚀介质会通过涂层扩散到涂层/基体界面导致基体一侧发生腐蚀。45CT、NiCr/Cr_3C_2涂层样品基体处腐蚀严重导致涂层/基体开裂,而NiCrAlY涂层由于孔隙率较低,以及稀土效应,界面的基体侧腐蚀轻微,未出现裂纹。     

玻璃纤维复合材料表面铝涂层制备技术

为了增加导电性能,利用火焰喷涂技术在玻璃纤维复合材料表面制备铝导电涂层。利用扫描电镜和金相显微镜观察铝涂层的组织结构,研究喷涂参数对铝涂层组织结构的影响,分析涂层与基体结合界面随厚度增加的变化规律;利用四电位法测量铝涂层的导电性能,分析组织结构与涂层孔隙率对涂层导电性能的影响。     

激光重熔对冷喷涂镍铝青铜涂层组织性能的影响

采用冷喷涂技术在镍铝青铜9442合金表面制备了镍铝青铜涂层,并对涂层进行激光重熔处理。使用SEM、OM、EDS、XRD、显微硬度测试仪,多功能表面性能测试仪、电化学工作站、磁致伸缩空泡腐蚀试验机分析了涂层的组织形貌、显微硬度、摩擦学性能、耐腐蚀性能以及抗空泡腐蚀性能。结果表明:激光重熔后涂层变得致密,结合方式转变为冶金结合;涂层平均显微硬度提高到354.4 HV0.2;激光重熔态涂层的自腐蚀电位Ecorr比基体提高了9.2%,比冷喷涂态涂层提高了18.2%,耐腐蚀性能优于基体和冷喷涂态涂层;激光重熔态涂层摩擦系数0.141,低于基体和冷喷涂态涂层,减磨性能提高;经过12 h空泡腐蚀后,激光重熔态涂层比铸态镍铝青铜基体的质量损失减少了约46.0%。     

桥梁钢的表面喷涂与腐蚀性能研究

采用等离子喷涂的方法在桥梁钢表面进行了YSZ涂层的喷涂处理,对表面喷涂涂层的显微形貌、物相组成和浸泡腐蚀特征进行了研究,并采用电化学的方法对比分析了桥梁钢基材和表面涂层的耐腐蚀性能。结果表明,桥梁钢基材表面8YSZ涂层呈现出颗粒状熔融和扁平状形态,涂层表面有一定起伏;表面喷涂涂层的物相主要为T′相,即Zr0.92Y0.08O1.96,并没有发现其它杂质相的存在;桥梁钢经过表面喷涂处理后涂层的耐腐蚀性能优于桥梁钢基材。浸泡腐蚀试验表明,涂层与基材界面处发生了腐蚀开裂,喷涂工艺有待进一步改进。     

3种表面处理对35Cr2Ni4MoA钢耐腐蚀性能的影响

开展3种表面处理对35Cr2Ni4MoA钢耐腐蚀性能的影响研究,采用镀硬铬、表面镀硬铬和封孔防护、高速火焰喷涂WC-10Co-4Cr 涂层等3种方法对35Cr2Ni4MoA钢表面进行处理,经过8个周期的实验室加速腐蚀环境实验,通过对比蚀坑深度、腐蚀面积、单位面积腐蚀坑数量等结果评价3种表面处理对35Cr2Ni4MoA钢耐腐蚀性能的影响。结果表明,相较于镀硬铬,高速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层、表面镀硬铬和封孔防护2种表面处理对35Cr2Ni4MoA钢耐腐蚀性能的提升效果更明显。     

HEPJet多元铝青铜合金涂层在3.5%的NaCl溶液中的腐蚀性能

采用超音速等离子喷涂(HEPJet)技术将新型多元铝青铜合金粉体喷涂在45号钢基体上。通过失重法、极化曲线法、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和电子探针(EPMA-1600)等方法研究多元铝青铜合金涂层在3.5%的NaCl溶液中的腐蚀性能。结果表明,在3.5%的NaCl溶液中,多元铝青铜合金涂层具有良好的耐蚀性能,该涂层的腐蚀速率为0.0636mm/a。腐蚀后试样表面Al元素的含量明显下降,Cu的含量明显增加,可见,涂层发生的主要是脱铝腐蚀。     

印刷设备用Q235钢的表面喷涂处理研究

采用等离子喷涂和高速火焰喷涂工艺,对印刷设备用Q235钢表面进行喷涂处理,对比分析两种喷涂工艺下WC-12Co涂层的微观组织,并进行了孔隙率统计和磨损性能测试。结果表明,等离子喷涂和高速火焰喷涂涂层的孔隙率分别为3.9%和1.3%,涂层与基体之间为机械结合。高速火焰喷涂涂层的耐磨性要明显高于等离子喷涂涂层。     

不同表面处理方式对300M钢在青岛海洋大气环境下腐蚀行为的影响

在青岛海洋大气环境中对3种不同表面状态的300M钢(裸材、低氢脆镀镉钛处理、超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr)进行2 a大气暴晒实验,通过表面截面形貌观察、腐蚀产物分析等手段,研究了不同的表面处理方式对300M钢腐蚀行为的影响与机理。结果表明,经2 a大气暴晒后,超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr的300M钢喷涂层发生剥落,基体作为阳极与喷涂层间发生电偶腐蚀及缝隙腐蚀,腐蚀速率最快,腐蚀坑最深;低氢脆镀镉钛处理的300M钢表面镀镉钛层腐蚀电位低于基体,镀层优先于基体发生腐蚀,因此对基体保护作用最好,腐蚀速率最低,腐蚀坑最浅。裸材与火焰喷涂层下的腐蚀产物主要由α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH和Fe_3O_4组成,而镀镉钛试样表面除部分钢的腐蚀产物外还有Cd(OH)_2和CdO_2。镀镉钛层由于牺牲阳极作用保护效果最好,超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr由于引发电偶腐蚀及缝隙腐蚀,加重了基材的腐蚀。     

喷涂温度对复合材料表面铝导电层性能的影响

采用火焰喷涂的方法在玻璃纤维增强复合材料表面制备导电铝涂层,研究喷涂温度对涂层性能的影响.采用扫描电镜、电子万能试验机、微欧计等手段对导电层的表观形貌、结合强度、电学性能进行分析.研究结果表明:采用火焰喷涂的方法在复合材料表面制备的铝导电层具有较好的性能,影响铝导电层导电性的主要因素是导电层厚度,喷涂温度对铝导电层导电性能的影响不大;影响铝导电层结合强度的主要因素是喷涂温度,随着喷涂温度的升高,铝导电层与复合材料基体的结合强度不断降低;复合材料火焰喷涂制备铝导电层最佳喷涂温度应该控制在49℃以下.     

活塞杆表面制备CoNiCrAl/Cr_2O_3·SiO_2·TiO_2复合涂层的性能研究

采用超音速火焰喷涂与高焓等离子喷涂相结合的方法,在启闭机活塞杆用45钢表面制备了CoNiCrAl/Cr_2O_3·SiO_2·TiO_2复合涂层。分析了该涂层的微观组织结构、显微硬度、孔隙率、结合强度、抗磨损性能和电化学性能等,并分析了涂层的磨损机理。结果表明:涂层的孔隙率为0.57%,涂层的平均显微硬度达1332.3HV0.2,涂层结合强度均值达到63.7MPa,涂层的抗摩擦磨损性能是基体45钢的84.3倍,CoNiCrAl/Cr_2O_3·SiO_2·TiO_2涂层具有优良的抗磨损性能。CoNiCrAl/Cr_2O_3·SiO_2·TiO_2涂层的抗电化学腐蚀能力强于基体的。利用超音速火焰喷涂与高焓等离子喷涂相结合制备的CoNiCrAl/Cr_2O_3·SiO_2·TiO_2涂层具有优良好的应用前景。     

超音速火焰喷涂316L不锈钢涂层性能研究

采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在高强钢表面制备了316L不锈钢涂层,利用扫描电镜、显微硬度仪、电化学测试系统等设备对涂层金相组织、硬度、结合性能和抗腐蚀性能等进行了测试,并分析了WC-CoCr中间层对316L不锈钢粉末涂层结合强度及涂层界面的影响。结果表明:超音速火焰喷涂316L不锈钢粉末颗粒在喷涂中变形充分,形成较致密的涂层,并具有超过400 HV0.1的显微硬度;涂层具有较高自腐蚀电位,耐蚀性优于高强钢;涂层结合强度随着涂层厚度的减小、基体硬度的增加而提高;WC-CoCr底层可改善涂层界面结合,从而改善316L不锈钢涂层的结合性能。     

电弧喷涂防腐在污水处理钢制设备中的应用研究

采用电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备了锌、铝防腐涂层样片,并用样片在城镇污水中进行了半年的腐蚀模拟试验。试验结果显示：环氧封闭处理的锌涂层与铝涂层表面几乎不发生变化,涂层与基体的结合力不变;而不经封闭处理的铝涂层样片产生白色析出物,锌涂层样片能起到阴极保护作用,但腐蚀速率较快。     

冷喷涂Zn-50Al复合涂层在海水中的耐蚀性能

利用电化学方法和微观测试手段,研究了冷喷涂Zn-50Al涂层在天然海水环境中的耐蚀性能。研究表明,与纯锌、纯铝涂层相比,对于钢基体,锌铝复合涂层具有更加合适的阴极保护电位,可以大大提高防护寿命;海水环境中涂层表面会形成一层致密稳定的腐蚀产物膜,能有效阻止腐蚀介质向涂层内部的渗透,涂层会保持在一个较低的腐蚀速度。     

超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr涂层在NaOH 溶液中的腐蚀及冲蚀腐蚀磨损性能

目的 分析超音速火焰喷涂制备的Cr3C2-NiCr涂层在碱性环境中的腐蚀及冲蚀腐蚀磨损性能,揭示涂层腐蚀及冲蚀腐蚀磨损失效机制。方法 利用超音速火焰喷涂技术在45#钢表面制备Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层,采用光学显微镜、显微硬度仪、碱性环境腐蚀性能试验台、电化学分析仪、冲蚀腐蚀磨损试验机、电子天平、扫描电子显微镜,分别对组织结构、显微硬度、碱性环境下耐蚀性能、耐冲蚀腐蚀磨损性能、冲蚀腐蚀磨损损失质量及表面形貌进行测试。结果 Cr3C2-NiCr涂层呈典型层状结构,内部随机分布着孔隙及氧化物,涂层孔隙率及显微硬度平均值分别为1.3%和817HV0.1。在pH=11的NaOH溶液中,涂层的电化学腐蚀电位为-0.38 V,腐蚀反应生成的氧化物可有效阻止腐蚀继续进行,长期浸泡过程中,腐蚀介质通过裂纹或穿透性孔隙渗入涂层内部直至基体表面,并发生腐蚀反应,形成的腐蚀产物逐渐累积并排出至涂层表面,最终形成体积较大且呈团絮状的腐蚀产物。在碱性腐蚀环境下,腐蚀介质加剧冲蚀磨损中的材料消耗。相同条件下,涂层腐蚀冲蚀磨损损失质量明显小于基体材料,涂层的冲蚀腐蚀磨损失效机制主要有腐蚀产物脱落、硬质颗粒剥落、粘结相磨耗、缺陷处因疲劳裂纹整体脱落。结论 在碱性环境中,Cr3C2-NiCr涂层具有较强的耐腐蚀性能,腐蚀介质能加快涂层冲蚀磨损进程,磨损后表面为非光滑表面,使涂层具有较优的抗冲蚀磨损性能,故Cr3C2-NiCr涂层可显著改善基体表面的综合使用性能。     

镍铝材料状态对火焰喷涂层组织结构和性能的影响

针对煤矿机械液压支柱热喷涂修复中涂层结合强度低的实际,研究了在27SiMn钢基体上火焰喷涂新研制的镍铝合金丝制备镍铝涂层,并与火焰喷涂镍包铝粉末、镍铝复合丝制备的镍铝涂层在组织结构、表面形貌、结合强度等方面进行了比较分析.结果表明,镍铝合金丝制备的涂层与基体之间主要为冶金结合,结合强度比镍包铝粉末涂层提高46.8％,比镍铝复合丝涂层提高8％,涂层组织结构致密,气孔率低、质杂少.